Semaphore - 技术栈

用来限制同一时间访问某个资源的线程数量

核心方法

acquire() 获取一个许可，若无可用则阻塞等待
acquire(int permits) 一次获取多个许可
tryAcquire() 尝试获取，不阻塞，会返回 true/false
tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) 显示等待获取许可
release() 释放一个许可
availablePermits() 返回当前可用许可
drainPermits() 一次性拿走所有许可

示例

复制代码

public class SemaphoreDemo {

    private static final Semaphore semaphore = new Semaphore(3); 
    
    public static void main(String[] args) {
        
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            final int finalI = i;
            new Thread(() -> {
                try {
                    semaphore.acquire();
                    System.out.println("acquire semaphore");
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " execute " + finalI);
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (Exception e) {

                } finally {
                    semaphore.release();
                    System.out.println("task finish and release semaphore");
                }
            }).start();
        }
    }
}

我们可以看到，控制台上每次只有 3 个线程可以执行任务

也可以尝试获取许可

复制代码

if (semaphore.tryAcquire()) {
    try {
        System.out.println("成功获取许可，执行任务");
    } finally {
        semaphore.release();
    }
} else {
    System.out.println("当前无许可可用，放弃执行");
}

也可以选择设置等待时间，而不是立即返回失败

复制代码

if (semaphore.tryAcquire(2, TimeUnit.SECONDS)) {
    try {
        System.out.println("在2秒内拿到了许可");
    } finally {
        semaphore.release();
    }
} else {
    System.out.println("2秒超时仍未拿到许可");
}

Semaphore 支持公平锁和非公平锁

复制代码

Semaphore semaphore = new Semaphore(3, true);

默认 false 非公平，后来的线程可能插队，吞吐量更高；true 公平，按线程申请顺序排队，吞吐量低，但更公平

接下来对比下 Semaphore 和其他限流手段

限流方式	作用范围	精度	是否分布式	优点	缺点
Semaphore	单JVM本地	并发数级	否	简单高效、轻量	无法跨实例全局限流
Guava RateLimiter	单JVM本地	QPS级	否	支持速率限制、平滑突发	精度较粗
Sentinel / Redis	分布式	QPS级	是	可动态调整限流规则	依赖外部组件
Nginx / Gateway	API网关层	请求速率	是	统一控制入口	配置复杂

因此，Semaphore 适合保护内部资源（线程池、数据库连接、文件IO等）